Allgemein

Tungsten [ˈvɔlfram], element sembolü W ve sıra numarası 74 olan kimyasal bir elementtir. Periyodik tabloda 6. alt grupta (grup 6) veya krom grubunda yer alan geçiş metallerinden biridir. Tungsten, saf haliyle kırılgan olan, yüksek yoğunluklu parlak beyaz bir ağır metaldir. Tüm saf metaller arasında en yüksek erime noktasına ve ikinci en yüksek kaynama noktasına sahiptir. Bu nedenle en iyi bilinen kullanımı ampullerdeki filamenttir.

16. yüzyılın başlarında, Freiberg mineralogisti Georgius Agricola, kalay içeriğinin cürufu nedeniyle kalay çıkarımını önemli ölçüde zorlaştıran Sakson kalay cevherlerinde bir mineral oluşumunu tanımladı. Mineralin kalay cevherini bir kurt gibi “yediği” için “kurt” isminin bir kısmı bu mülkten gelmektedir. Wolframit olup olmadığı, mineralin "hafifliğinden" bahsettiği için bugün hala tartışmalı. Mineral adını verdi Lupi spumumLatince'den çevrilen "kurt köpüğü" anlamına gelir. Daha sonra mhd'den Wolfram olarak adlandırıldı. Rām "Kurum, kir", çünkü siyah-gri mineral kolayca öğütülebilir ve ardından size isi hatırlatır. Kimyasal sembolü W tungstenden gelir.

İngilizce, İtalyanca ve Fransızca olarak bilinen kelimeler Tungsten türetilmiştir Tung Sten ("Ağır taş" için İsveççe). Bu Wolfram'ın kendisinin (İsveççe volfram), ancak kalsiyum tungstat olarak adlandırılır. 1781'de Alman-İsveçli kimyager Carl Wilhelm Scheele, içinde daha önce bilinmeyen bir tuzu tanıdı. Saf tungsten ilk olarak 1783 yılında, wolframitten elde edilen tungsten trioksiti indirgeyerek İspanyol kardeşler Faust ve Juan José Elhuyar (Scheele'nin yönetiminde çalışan) tarafından üretildi.

Bulunduğu 

Yerkabuğunun tungsten içeriği yaklaşık 0,0001 g / t veya ağırlıkça yüzde 0,0064'tür (Clarke değeri). Şimdiye kadar, metal doğada (saf haliyle) kanıtlanamadı. Rusya'daki "Doklady Akademii Nauk", IMA'nın "Yeni Mineraller, İsimlendirme ve Sınıflandırma Komisyonu" (CNMNC) tarafından incelenmeden 1995 yılında katı tungsten hakkında bir rapor yayınladı. Bazı mineraller, özellikle oksitler ve tungstatlar bilinmektedir. En önemli tungsten cevherleri wolframittir (Mn, Fe) WO₄ ve Scheelite CaWO₄. Stolzit PbWO gibi başka tungsten mineralleri de vardır.₄ ve Tuneptit WO₃ · H₂O.

En büyük yatakları Çin, Peru, ABD, Kore, Bolivya, Kazakistan, Rusya, Avusturya ve Portekiz'de bulunmaktadır. Ore Dağları'nda da tungsten cevherleri bulunabilir. Güvenli ve muhtemel dünya yatakları şu anda 2,9 milyon ton saf tungstendir.

Avrupa'da bilinen en önemli tungsten oluşumu, Hohe Tauern'deki (Avusturya'nın Salzburg eyaleti) Felbertal'dadır.

Dünya çapında tanıtım 

2006 yılında dünya saf tungsten üretimi 73.300 tondu. Şimdiye kadar en büyük tungsten üreticisi Çin'dir. Dünyada üretilen tungstenin% 80'inden fazlası burada üretiliyor. En yüksek tungsten üretimine sahip eyaletler (2006):

Avusturya'da Tanıtım

Avusturya'da, tungsten cevheri Scheelite ilk olarak 1815 / 16'da Muhr belediyesindeki (Salzburg Eyaleti) Schellgaden altın yatağında keşfedildi. Sonuç olarak, Hohe Tauern'in pek çok çatlağında bazen birkaç santimetre büyüklüğünde güzel şelit kristalleri bulundu. Bu buluntuların hiçbirinin pratik bir faydası yoktu. Felbertal'daki büyük yatak şu an için keşfedilmemiş olarak kaldı.

1950'de, Zillertal'ın arkasındaki Lanersbach / Tux (Tirol) yakınlarındaki Wanglalm'daki manyezit yatağında, 1927'den beri çıkarılmakta olan büyük miktarlarda şeelitin ortaya çıktığı biliniyordu. Manyezit ve kuvars ile iç içe geçmiş iri şelittir. Sonraki yıllarda, ortalama% 10.000 tungsten oksit içeriğine sahip yaklaşık 1,8 ton cevher çıkarıldı ve bu, dünyada benzeri olmayan yüksek bir kaliteyi temsil etti. Düşük piyasa fiyatı nedeniyle, tungsten madenciliği 1960'ların sonunda durduruldu, ancak 1971'de yeniden başladı ve manyezit madeni 1976'da kapanana kadar devam etti.

1967 sonunda Felbertal'deki en büyük Scheelitvorkommen Europe'u keşfetti. Akarsularda bulunan cevher parçaları UV ışığı (Scheelite floresanları) kullanılarak izlenmiştir. Yüksek alpin arazisindeki zorlu arama çalışmaları (deniz seviyesindeki 2100'teki Brentling'deki en yüksek maden sahası) 1971'e başladı, başlangıçta yerüstü madenciliği Felbertal 1976'te kaydedildi (1979'ten ayrıca yeraltı madenciliği, yüzey madenciliği 1986 setinde). 1993'in başlangıcından 1995'in ortasına kadar, düşük tungsten piyasa fiyatı nedeniyle madencilik geçici olarak askıya alındı.

Felbertal'dan elde edilen tungsten cevheri yakındaki Mittersill'de işleniyor. Buradan şeelit konsantresi Sankt Martin im Sulmtal'a (Steiermark) ulaşır. 1976'da kapatılan Pölfing-Bergla yeraltı linyit madeninin sahasında, 1977'den beri çeşitli ülkelerden tungsten oksit, tungsten metal ve tungsten karbür tozunun üretildiği bir tungsten izabe tesisi inşa edildi.

En önemli Alman işlemciler HC Starck ve Longyear GmbH.

Çıkarma ve sunum

Oksitli cevherlerden kömürle indirgeme yoluyla tungsten elde edilemez, çünkü bu tungsten karbür ile sonuçlanır.

Amonyak çözeltisinin eklenmesi, amonyum paratungstat (APW) adı verilen bir kompleks oluşturur. Bu filtre edilir ve daha sonra 600 ° C'de nispeten saf tungsten trioksite dönüştürülür. Tungsten (VI) oksit (WO₃), hidrojen atmosferi altında 800 ° C'de çelik gri tungstene indirgenir:

Bu, genellikle kalıplarda sıkıştırılan ve elektriksel olarak çubuklar halinde sinterlenen gri tungsten tozu üretir. 3400 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, kompakt bir tungsten metali, indirgeyici bir hidrojen atmosferine sahip özel elektrikli fırınlarda (bölge eritme işlemi) eritilebilir.

özellikleri 

Fiziksel özellikleri

Tungsten, saf haliyle gerilebilen ve yüksek sertlik, yoğunluk ve mukavemete sahip parlak beyaz bir metaldir. Yoğunluk altınınki ile hemen hemen aynıdır, Brinell sertliği 250 HB, gerilme mukavemeti 550-620 N / mm² (yumuşak) 1920 N / mm'ye kadar² (zor). Metal, oda sıcaklığında 316 pm'lik bir kafes düzlem aralığı (= kafes sabiti) ile kararlı bir gövde merkezli kübik a-modifikasyonunda bulunur. Bu tür kristal yapı genellikle tungsten türü olarak adlandırılır. Bir as ile metastable β-modifikasyonu tungsten (çarpık kübik vücut merkezli), diğer taraftan, tungsten bakımından zengin oksit W₃O.

Karbon elementinden sonra tungsten, 3422 ° C'de tüm kimyasal elementler arasında ikinci en yüksek erime noktasına sahiptir. 5555 ° C'lik kaynama noktası, sadece 5596 ° C ile 41 K ile nadir metal renyum tarafından aşılır.

Metal, geçiş sıcaklığı 15 mK olan bir süper iletkendir.

Kimyasal özellikleri

Tungsten, hidroflorik asit ve aqua regia (en azından oda sıcaklığında) tarafından bile neredeyse hiç saldırıya uğramayan kimyasal olarak çok dirençli bir metaldir. Bununla birlikte, hidroflorik ve nitrik asit karışımlarında ve erimiş alkali nitrat ve karbonat karışımlarında çözünür.

izotop 

Tungstenden 33 izotop ve 5 nükleer izomer bilinmektedir. Bunlardan 5 izotop doğada oluşur ¹⁸⁰W, ¹⁸²W, ¹⁸³W, ¹⁸⁴W ve ¹⁸⁶W. Tungsten izotop ¹⁸⁴W en yüksek frekansa sahiptir. 5 doğal izotopun tümü uzun süre stabil kabul edildi. Laboratori nazionali del Gran Sasso'daki CRESST deneyinin, izotopun karanlık madde arayışının ikincil bir sonucu olduğunu kanıtlamayı başardığı 2004 yılına kadar değildi. ¹⁸⁰W, alfa bozunmasına tabidir. Yarılanma ömrü son derece uzun 1,8 trilyon yıldır, bu nedenle bu bozulma normal bir laboratuvar ortamında tespit edilemez. Bu doğal izotopun radyoaktivitesi o kadar düşüktür ki, tüm pratik amaçlar için göz ardı edilebilir. Aksine, tungstenin yapay radyoaktif izotoplarının 0,9 ms arasında kısa yarı ömürleri vardır. ¹⁸⁵W ve 121,2 gün ¹⁸¹W.

Kullanım

Yüksek erime noktası nedeniyle tungstenin en önemli uygulaması, akkor lambalarda bir filaman olarak ve gaz deşarjlı lambalarda ve elektron tüplerinde bir elektrot olarak aydınlatma endüstrisindedir.

Akkor lambalarda, tungstenin elektrik iletkenliğinin iletken metaller bakır ve alüminyumunkinden önemli ölçüde daha düşük olduğu gerçeğinden yararlanılır. Sonuç olarak, ince tungsten filament parlayana kadar ısınırken, iletken metallerden yapılan daha kalın uçlar neredeyse hiç ısınmaz.

Demir metalurjisinde alaşımlı metal olarak ikinci büyük önemi vardır. Takım çeliklerinde ikincil sertliği artıran tungsten karbürler oluşturur.

Yüksek yoğunluğu nedeniyle denge ağırlıkları ve radyasyona karşı koruma için kullanılır. Yoğunluğu ve dolayısıyla koruyucu etkisi kurşununkinden çok daha yüksek olmasına rağmen, bu amaç için kurşundan daha az kullanılır, çünkü daha pahalı ve işlenmesi zordur. Ayrıca, tungsten yoğunluğunun yüksek olması nedeniyle, bazı ordular daha ucuz ancak radyoaktif ve zehirli olarak tüketilmiş uranyum yerine tungsten karbürden yapılmış bir mermi çekirdeğine sahip zırh delici mühimmat kullanır. İkinci Dünya Savaşı sırasında, tungsten çekirdeği olan Alman Panzerranate 40'ın yapımı için tungsten önemliydi. Gelecekte, Marder'in yerini alacak olan yeni Puma piyade savaş aracı tarafından tungsten çekirdekli mühimmat kullanılacak.

Yüksek korozyon direncinden dolayı, tungsten kimyasal tesislerde ekipman malzemesi olarak da kullanılabilir. Bununla birlikte, tungstenin zayıf işlenebilirliği nedeniyle (tungsten sadece lazer veya elektron ışını ile kaynaklanabilir), bu uygulama nadiren kullanılır. Aynısı, tıp teknolojisi alanındaki akla yatkın bir uygulama için de geçerlidir.

Fizyolojide, özellikle nörofizyolojide, hücre dışı kayıtlar için tungsten mikroelektrotlar kullanılır.

Ek olarak, kaynak işlemleri için elektrotlar tungsten'den üretilmiştir. Örneğin, dirençli kaynakta, özellikle bakır, bronz veya pirinç gibi kaynak malzemeleri kullanılırken. Ayrıca evrensel TIG (Tungsten İnert Gaz) kaynağında, bir elektrot tungsten veya bunun bir alaşımından yapılır. Bu elektrotlar kaynak işlemi sırasında erimez. Ark, elektrot ve bileşen arasında koruyucu bir gaz halinde plazma olarak yanar. Dolgu malzemesi ayrı ayrı çubuk şeklinde tedarik edilir.

Sporda tungsten, dartlar için yüksek kaliteli fıçılar üretmek için kullanılır, okçulukta özel oklar için uçlar yapmak için kullanılır ve çekiç kafaları bazen hava direncini ve çekiç fırlatma için dönüş yarıçapını azaltmak için tungstenden yapılır. Ek olarak, Formula 1 arabalarının öngörülen minimum ağırlığını (yağ, fren ve soğutma sıvısı, ayrıca yarış tulumları ve kasklı sürücüler dahil) 1 kg (620 itibariyle) elde etmek için Formula 2010'de ek ağırlıklar olarak tungsten plakalar kullanılmaktadır. Ayrıca bir süredir yelkencilikte salma bombalarında büyük yarışçılar tarafından kullanılmıştır. Kurşun veya dökme demir gibi geleneksel malzemelere kıyasla daha yüksek yoğunluk nedeniyle su direnci büyük ölçüde azalır. Ayrıca, karbon çerçeve ağlarına tungsten fiberleri dahil edilmiş tenis raketleri de vardır. Bu şekilde, oyun hassasiyetini artırmak için raket çerçevesinin belirli alanları ek olarak stabilize edilebilir.

Sinek balıkçılığında, nimfler ve flamalar (su altında avlanan yemler), daha hızlı ve daha derine dalmaları için delinmiş ve kancanın sapına itilmiş tungsten boncuklarla ağırlıklandırılır.

Müzik aletlerinin telleri, ağırlıklarını arttırmak ve böylece perdeyi azaltmak için bazen tungsten ile sarılır.

Tungsten ayrıca X-ışını tanılamasında anotta bir hedef malzeme olarak kullanılır.  - ve - Karakteristik X ışını radyasyonunun hatları 59 keV ve 67 keV civarındadır.

Taramalı tünelleme mikroskobunda, tungsten genellikle prob ucu için malzeme olarak kullanılır.

21. yüzyılın başından beri, yanlış bir şekilde tungsten olarak adlandırılan tungsten karbür, takılarda da (tungsten takı) kullanılmıştır. B. halkalar işlendi. Bunu sertlik ve yoğunluktan belirlemek çok kolaydır. WC'nin Mohs sertliği 9,5, tungsten yalnızca 7,5'tir. Şimdiye kadar piyasadaki tüm mücevher parçaları tungsten karbürden yapılmıştır.

Fizyoloji 

Tungsten, türdeki anaerobik bakteriler tarafından pozitif bir biyo-element olarak kullanılır. Eubacterium acidaminophilum bazı enzimlerde kofaktör olarak kullanılır ve dahil edilir. E. acidaminophilum dehidrojenaz ve aldehit dehidrojenaz formatındaki enzimlerde tungsten kullanan amino asit fermente eden bir bakteridir. Bu organizmalarda tungsten molibden yerine geçer çünkü doğal ortamlarında (deniz tabanındaki volkanik delikler) çok daha yaygındır.

toksikoloji 

Mevcut bilgi durumuna göre, tungsten ve bileşiklerinin fizyolojik olarak zararsız olduğu kabul edilmektedir. Sert metal üretim veya işleme tesislerindeki işçiler arasındaki akciğer kanseri, mevcut olan kobalta atfedilir.

Hayvan modelinde, ağızdan alınan en büyük miktarda tungsten bileşiğinin idrarla hızla atıldığı bulundu. Tungstenin küçük bir kısmı kan plazmasına ve oradan da eritrositlere gider. Daha sonra böbreklerde ve kemik sisteminde birikir. Uygulamadan üç ay sonra, vücut tarafından emilen çok küçük miktarlarda tungstenin çoğu kemiklerde bulunur.

2003 yılında, 16'den beri lösemiden muzdarip 1997 çocuğun bulunduğu Fallon / Nevada'da ve aynı zamanda kan kanserinden de muzdarip olan Sierra Vista / Arizona'da, iki sözde kanser kümesi - ortalamanın üzerinde kanser vakası oranına sahip yerel bir bölge - belirlendi. Her iki yerde de içme suyu son derece yüksek tungsten konsantrasyonlarına sahiptir. Halkın idrarında önemli ölçüde artan tungsten konsantrasyonları tespit edildi. Her iki yer de tungsten cevheri yataklarıyla bilinir. Hastalık Kontrol Merkezi (CDC) tarafından yaklaşık bir yıl süren sonraki araştırmalarda, tungsten ve lösemi arasında doğrudan bir bağlantı kurulamadı. Tungsten, herhangi bir test yönteminde herhangi bir kanserojen etki göstermedi ve Nevada'nın diğer yerlerinde, popülasyonun idrarında benzer şekilde yüksek tungsten değerlerine sahip hiçbir kanser kümesine rastlanmadı.

emniyet 

Bir toz veya toz olarak, kolayca yanıcıdır, kompakt bir biçimde yanmaz.

Bağlantıları 

Oksit 

Tungsten birkaç oksit oluşturur. İlk üye arasında:

• Tungsten (VI) oksit WO₃ - limon sarısı

ve son üye:

• Tungsten (IV) oksit WO₂ - kahverengi

Başka ara oksitler var mı?

• W₁₀O₂₉ mavi-mor, homojenlik aralığı WO_2,92-Nerede_2,88
• W₄O₁₁ kırmızı-mor, homojenlik aralığı WO_2,76-Nerede_2,73
• W₁₈O₄₉, NEREDE_2,72
• W₂₀O₅₀, NEREDE_2,50

Diğer bileşikler

• Sodyum Tungstat Na₂WO₄
• Zirkonyum tungstat ZrW₂O₈ ısıtıldığında bir anormallik gösterir.
• Tungsten bronzları M_xWO₃; M = alkali metal, alkali toprak metal, lantanoid, yaklaşık 0.3 <x <0.9 elektrik iletkenliğine sahiptir ve metal içeriğine bağlı olarak yoğun ve farklı renklidir.
• Kalsiyum tungstat CaWO₄ Scheelite adı altında bir mineral olarak bilinir.
• Tungsten Karbür WC, son derece sert metal benzeri bir bileşiktir. Ayrıca Diwungsten Karbür W var₂C.
• Tungsten heksaflorür WF₆
• Kurşun tungstat PbWO₄
• Tungsten disülfür WS₂ Kuru yağlayıcı olarak kullanın (MoS'ye benzer)₂)

Bileşiklerin kullanımı

Tungsten karbür, kritik kütleyi azaltmak için nükleer silahlarda nötron reflektörü olarak kullanılır. Tungsten karbürler (sert metal), yüksek sertliklerinden dolayı malzeme işlemede kullanılır.

Tungstatlar, kumaşları alev geciktirici hale getirmek için emprenye etmek için kullanılır.

Tungsten renkleri, boyamanın yanı sıra seramik ve porselen endüstrisinde kullanılır.

Kurşun tungstat, parçacık fiziğinde modern bir sintilatör olarak kullanılır.

Allgemein
İsim, sembol, atom numarası	Tungsten, W, 74
dizi	Geçiş metalleri
Grup, dönem, blok	6, 6, d
Görünüş	grimsi beyaz, parlak
CAS numarası	7440-33-7
Yer kabuğunun kütle kesri	64 sayfa / dakika'ya kadar
nükleer
atomik kütle	183,84 u
Atom yarıçapı (hesaplanmış)	135 (193) pm
Kovalent yarıçapı	162 pm
elektron konfigürasyonu	[Xe] 4f145d46s2
1. iyonlaşma	770 kJ / mol
2. iyonlaşma	1700 kJ / mol
fiziksel olarak
Fiziksel durum	fest
kristal yapı	kübik gövde merkezli
yoğunluk	19,3 g / cm3 (20 ° C)
Mohs sertliği	7,5
manyetizma	paramanyetik ( = 7,8 10-5)
ergime noktası	3695 K (3422 ° C)
kaynama noktası	5828 K (5555 ° C)
Molar hacmi	9,47 · 10-6 m3/ mol
buharlaşma ısısı	824 kJ / mol
kaynaşma ısısı	35,4 kJ / mol
sesin hızı	5174 m / s
Özgül ısı kapasitesi	138 J / (kg · K)
Elektriksel iletkenlik	18,52 · 106 A / (V · m)
ısı iletkenliği	170 W / (m K)
kimyasal
oksidasyon durumları	6, 5, 4, 3, 2
Normal potansiyel	−0,119 V (WO2 + 4H+ + 4e- → W + 2H2O)
elektronegatiflik	2,36 (Pauling ölçeği)
izotop
izotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 178W {Syn.} 21,6 g ε 0,091 178Ta 179W {Syn.} 37,05 dk. ε 1,060 179Ta 180W % 0,13 1,8 · 1018 a α 2,516 176Hf 181W {Syn.} 121,2 g ε 0,188 181Ta 182W % 26,3 kararlı 183W % 14,3 kararlı 184W 30,67 % kararlı 185W {Syn.} 75,1 g β- 0,433 185Re 186W % 28,6 kararlı 187W {Syn.} 23,72 saat β- 1,311 187Re 188W {Syn.} 69,4 g β- 0,349 188Re
NMR özellikleri
Dönme γ içinde rad * T-1· s-1 Er(1H) fL at W = 4,7 T MHz cinsinden 183W 1/2 1,128 · 107 1,07 · 10-5 4,166
emniyet
GHS tehlikeli maddeler etiketleme toz

Tehlike H ve P ibareleri H: 228EUH: EUH oranı yokP: 210-​240-​241-​280-​370+378 Gefahrstoffkennzeichnung

hafif yanıcı

(F)

Toz R- ve S-ibareleri R: 11S: 43

Lütfen bizi takip edin ve sosyal medyada beğenin.